2017年西安交通大学机械工程学院805工程热力学考研仿真模拟题
● 摘要
一、判断题
1． 热量不可能从低温热源传向高温热源。（ ）
【答案】错
【解析】根据热力学第二定律，热不可能自发的从低温物体转向高温物体。
2． （1）水蒸气在汽轮机内膨胀作功，水蒸气热力学能的一部分转变为功输出，其余部分在冷凝器中释放，也就是
。（ ）
损失。（ ）
。
（2）水从高山流下，势能转变为动能，总能量守恒，但可用能减少，即（ ）
（4）孤立系统中
（ ）
值不
【答案】（1）错（2）对（3）错（4）错
【解析】（1）因为只要当物质系统与环境不处于平衡状态，系统就具备做功能力，即冷凝器中释放的能量中，有一部分
，不全部是
。
。根据热力学第一定律，总能量是守恒的，
和
组成。散发到环境大气和传递和
组成的。故题中命题错
为零。水蒸气在在做功后向冷凝器放热的过程是不可逆的，其温度与压力和环境不平衡，所以在
（2）在水从高山流下来的实际过程中，是存在摩擦的，于是有部分机械能（势能加动能）克服摩擦转变成了热能，散发到了环境之中，变成了但是可用的机械能的量减少，即存在
损失。
（3）水壶中烧水，有热量散发到环境大气中，这就是火无，而使水升温的那部分称之为
（3）水壶中烧水，在水与加热热源之间传递的热量由误。
（4）贬值，也即
到水使水升温的热量都是上述的传递的热量的一部分，所以都是由
值的变化与热力过程的性质有关。孤立系统的过程都是可逆的，则不会出现能量的值不变，
而如果孤立系统中进行的过程是不可逆的，不可避免地会发
生能量的贬值，退化成。
3． 在研宄热力系统能量平衡时，存在下列关系式：
【答案】错
4． 系统越接近寂态，其系统能容量的拥值越小。（ ）
【答案】对
5． 理想气体绝热节流后温度不变。（ ）
【答案】对
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（ ）
6． 湿空气中的水蒸气处于饱和状态。（ ）
【答案】对
7． 对空气进行压缩使其升温的过程为多变过程，其多变指数n 满足过程（ ）
【答案】对
8． 不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（ ）
【答案】对
9． 理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为
【答案】对
10．稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。（ ）
【答案】错
【解析】稳定流动过程指开口系内的任意一点气状态参数不随时间而变化, 有摩擦时也可实现稳定流动过程。
（ ）
时，则此过程为放热
二、简答题
11．理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？
【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中的减少量两部分组成的。
12．某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，
因此熵变
在
相同情况下，
13．试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】蒸气压缩式热泵下的
相同。设
由于可逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。
图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
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图
制热系数为：
14．
迈耶公式蒸气？
【答案】
因为迈耶公式
的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用
于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。
另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。
15．在T-s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。
【答案】如图所示。
是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水
图
为等熵过程，有为等压过程，有：
所以：
等熵过程中的技术功与等
压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。
16．测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？
【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定
在和相应
的
而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力
然后将这些点画
在
图上，得
到
并且得到
因
为
所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即
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